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Effects of Different Interstocks on Key Enzymes Activities and the Expression of Genes Related to Malic Acid Metabolism in Apple Fruit

不同中间砧对苹果果实苹果酸代谢关键酶活性及其相关基因表达的影响



全 文 :园艺学报,2016,43 (1):132–140.
Acta Horticulturae Sinica
132 doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0432;http://www. ahs. ac. cn
不同中间砧对苹果果实苹果酸代谢关键酶活性
及其相关基因表达的影响
史 娟,李方方,马 宏,李中勇,徐继忠*
(河北农业大学园艺学院,河北保定 071001)
摘 要:为深入探究中间砧影响苹果果实苹果酸代谢的机理,以 SH40 实生后代(代号 53、111 和 236)
为中间砧嫁接的‘天红 2 号’苹果树为试材,测定果实发育过程中苹果酸含量、相关代谢酶活性及基因
相对表达量。结果表明:果实成熟时,以 53 号为中间砧嫁接的‘天红 2 号’果实苹果酸含量显著高于以
111 号为中间砧的。盛花后 30、40、100 ~ 160 d,以 53 号为中间砧的果实中苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)
活性显著高于以 111 号为中间砧的;盛花后 30、40 和 130 d,53 号处理的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)
活性显著高于 111 号处理的;盛花后 100 d,以 111 号为中间砧的果实中苹果酸酶(NADP-ME)活性显著
高于以 53 号为中间砧的。基因表达结果显示,盛花后 100 和 160 d,以 53 号为中间砧的 NAD-MDH 基因
相对表达量显著高于以 111 号为中间砧的,同时 NADP-ME 基因表达量也显著高于以 111 号为中间砧的;
盛花后 30 和 160 d,以 53 号为中间砧的 PEPC 基因相对表达量显著高于以 111 号为中间砧的。
关键词:苹果;中间砧;苹果酸;苹果酸脱氢酶(NAD-MDH);实时荧光定量 PCR
中图分类号:S 661.1 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2016)01-0132-09

Effects of Different Interstocks on Key Enzymes Activities and the
Expression of Genes Related to Malic Acid Metabolism in Apple Fruit
SHI Juan,LI Fang-fang,MA Hong,LI Zhong-yong,and XU Ji-zhong*
(Horticultural College,Agricultural University of Hebei,Baoding,Hebei 071001,China)
Abstract:In order to study the metabolism mechanism of malic aicd in apples on different
interstocks,‘Red Fuji’apple trees grafted on three interstocks No.53,No.111 and No.236 were used as
materials in this experiment,which were chosen from SH40 seedlings. The contents of malic acid,the
enzymes activities and the expression of genes related to malic acid metabolism were analyzed during the
fruit development. The results showed that the malic acid content in the ripe fruits on No.53 inter-stocks
was higher than that of No.111. The NAD-MDH activities in Fuji apple on No.53 inter-stocks were higher
than that of No.111 in the 30,40,100 and 160 day after full bloom,the PEPC activities in Fuji apple on
No.53 inter-stocks were higher than that of No.111 in the 30 and 130 day after full bloom,and the
NADP-ME activities in Fuji apple on No.111 inter-stocks was higher than that of No.53 in the 100 day
after full bloom. The relative expression of NAD-MDH gene and NADP-ME gene in fruit on No.53 inter-stocks

收稿日期:2015–08–11;修回日期:2016–01–19
基金项目:河北省科技厅资助项目(14226307D);国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-28)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:xjzhxw@126.com)
史 娟,李方方,马 宏,李中勇,徐继忠.
不同中间砧对苹果果实苹果酸代谢关键酶活性及其相关基因表达的影响.
园艺学报,2016,43 (1):132–140. 133
were higher than that of No.111 in the 100 day and 160 day after bloom. The relative expression of PEPC
gene in fruit on No.53 inter-stock showed higher than that of No.111 in the 30 day and 160 day after full
bloom. It was concluded that different interstocks influnced expression of genes related to malic acid
synthesis and degradation firstly,then related enzymes activities would be regulated,and at last resulted in
different malic acid contents in apple on different-inter stocks.
Key words:Malus × domestica;inter-stocks;malic acid;NAD-MDH;real-time PCR

通常认为苹果果实属于苹果酸型(陈发兴 等,2005)。在果实细胞质中,经糖酵解途径生成的
磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的催化作用下转化为草酰乙酸(OAA),
OAA 经苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)的催化后生成苹果酸,苹果酸可在苹果酸酶(NADP-ME)的
作用下降解为丙酮酸(Ruffner et al.,1984;Munoz et al.,2001)。因此 PEPC、NAD-MDH 和 NADP-ME
是控制苹果酸合成与降解的关键酶(Martinoia & Rentsch,1994;赵永红 等,2007;王鹏飞 等,2013)。
前人在葡萄(Ruffter et al.,1984)、梨(沙守峰,2012)等果实上的研究结果表明,NADP-ME 活性
与苹果酸含量呈负相关。在欧李果实发育过程中,NAD-MDH 和 NADP-ME 活性分别与苹果酸含量
呈极显著的正、负相关,其共同作用造成了不同品种果实中苹果酸的积累差异(王鹏飞 等,2013)。
有学者利用分子生物学手段对酸代谢关键酶的调控进行了研究。在细胞质中 PEPC 和
NAD-MDH 与苹果酸的合成有关(姚玉新 等,2008)。NADP-ME 负责苹果酸的降解,其活性受
NADP-ME 基因调控。董庆龙等(2013)在富士苹果果实中克隆得到 3 个 NADP-ME 基因,并且其
在苹果的不同组织中表达模式不同。已有学者测定了高、低酸基因型苹果果实细胞质中的 PEPC 和
NADP-ME 基因的表达量不同(Yao et al.,2009)。Yao 等(2011)从苹果果实中克隆出了 NAD-MDH
全长基因并验证了其功能。
不同品种和类型的苹果果实中苹果酸含量不同(Ma et al.,2015),环境条件和栽培措施等多种
因素也影响了果实品质(Thakur & Singh,2012;Xu et al.,2012)。已有研究表明,不同砧木对苹果
果实有机酸含量有一定的影响(刘国荣 等,2007;张秀芝 等,2014),然而对砧木影响果实有机酸
含量差异的机理还未见报道。本试验中以不同中间砧嫁接的红富士苹果树为试材,测定了果实生长
发育过程中苹果酸含量、相关代谢酶活性及其基因的相对表达量,旨在为阐明中间砧影响果实有机
酸含量的机理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试材取自国家苹果产业技术体系保定综合试验站砧木试验园,为 6 年生不同中间砧红富士苹果
树,中间砧代号为 53、111、236(3 个均为 SH40 实生后代),基砧为八棱海棠,嫁接品种为‘天红
2 号’,株行距为 0.75 m × 3.0 m,栽培管理水平一致。单株小区,重复 5 次。2014 年盛花时选择花
期一致的试验树进行人工授粉,于盛花后 20、30、40、70、100、130 和 160 d 各采果 1 次,每株树
每次采 5 个果实,采后迅速去皮去籽,并将果肉立即放入液氮冷冻(–196 ℃),然后保存于–74 ℃
的超低温冰箱中备用。

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1.2 有机酸的分析与测定
参照高芸等(2007)的方法,略有改动。称取 5 g 冷冻的果肉,用无水乙醇研磨后转移到 50 mL
三角瓶中,超声提取 10 min。将提取液抽滤后在旋转蒸发仪上蒸干,用 15 mL 12%的硫酸甲醇分 3
次转移到 50 mL 容量瓶中,置于 80 ℃的水浴锅内水浴 1 h。水浴后用超纯水定容,4 000 r · min-1 离
心 5 min,离心后将上清液倒入具塞三角瓶中。用移液管移取 30 mL 上述液体,用二氯甲烷萃取
3 次,每次 10 mL,萃取液用适量无水硫酸钠干燥后,过 0.22 μm 微孔滤膜过滤,滤液供 GC 分析
用。
采用气相色谱—质谱法(GC–MS)对苹果样品进行定性分析。GC–MS 色谱条件:气相色谱—
质谱仪为 6890 GC/5973 MSD(Agilent 公司),色谱柱为 HP-5MS(30 m × 250 μm × 0.25 μm)。进样
口温度为 280 ℃,升温程序为:柱温 70 ℃(0.5 min),以 10 ℃ · min-1 升至 280 ℃,保持 1 min;以
5 ℃ · min-1 升至 290 ℃,停留 15 min。载气为氦气,流速 1 mL · min-1,进样量 1 μL,不分流。质谱
条件:电离方式为电子轰击(EI),电子能量 70 eV,离子源温度 230 ℃,四级杆温度 150 ℃,电子
倍增器电压 1.89 kV,扫描范围 35 ~ 500 amu;定性分析时,采用全扫描工作方式。
采用气相色谱对果实中的苹果酸含量进行定量分析。气相色谱型号为 Agilent 7890A(美国),
GC 检测衍生物,FID 检测器,G4513A 自动进样器(美国,Agilent),使用 Hp-5 毛细色谱柱
(5%-phenyl-methyl polysiloxane,30 m × 25 μm × 0.l μm),进样口温度 230 ℃,检测器温度 250 ℃;
高纯 N2 作载气,流量 45 mL · min-1,H2 流量 40 mL · min-1;柱压 8.72 × 104 Pa,进样量 l μL,分
流比 30︰1;升温程序:初温 60 ℃停留 2 min,以 8 ℃ · min-1 升至 120 ℃,20 ℃ · min-1 升至 160 ℃,
停留 4 min,并以 40 ℃ · min-1 升至 250 ℃,并在 250 ℃停留 10 min。
标准曲线的绘制:准确称取苹果酸 0.9983 g 于 5 mL 容量瓶中,用甲醇溶解并定容,分别移取
上述溶液 10、100、250、500 和 1 000 μL 于 50 mL 容量瓶中,并加入 15 mL 12%的硫酸甲醇溶液进
行衍生、萃取后进样分析,根据苹果酸的峰面积(y)及相应的质量(x)进行线性回归分析,得标
准曲线及相关系数为:y = 18.648x–9.347,R = 0.99900。
1.3 苹果酸代谢相关酶活性测定
酶液的制备参照 Hirai 和 Ueno(1977)的方法略有改动。取 3 g 果肉用 3 mL 研磨液在冰浴下研
磨(4 ℃),4 000 r · min-1 离心 20 min,取上清液定容至 5 mL,加入等体积(5 mL)提取液,即得
NAD-MDH 和 NAD-ME 酶液,取 4 mL 在大量提取缓冲液中 4 ℃透析过夜,即得 PEPC 酶液。各
项操作均在 0 ~ 4 ℃下进行。研磨缓冲液:0.2 mol · L-1 Tris-HCl,pH 8.2,0.6 mol · L-1 蔗糖,10
mmol · L-1 异抗坏血酸。提取缓冲液:0.2 mol · L-1 Tris-HCl,pH 8.2,10 mmol · L-1 异抗坏血酸,0.1%
TritonX-100。
酶活性测定参考 Hirai 和 Ueno(1977)、罗安才等(2003)的方法。测定的反应体系为 3 mL,
各种酶活性分析反应体系为:NADP–苹果酸酶(NADP-ME)反应液含 0.8 mol · L-1 Tris-HCl(pH 7.4)
300 µL,4 mmol · L-1 NADP 150 µL,4 mmol · L-1 MnSO4 150 µL,超纯水 300 µL,酶液 500 µL,4
mmol · L-1 苹果酸 1 600 µL,紫外波长 340 nm。NAD–苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)反应液含 0.8
mol · L-1 Tris-HCl(pH 8.2)300 µL,0.01 mol · L-1 GSH 150 µL,3 mmol · L-1 NADH 150 µL,0.2
mol · L-1 KHCO3 150 µL,0.04 mol · L-1 MgCl2 150 µL,酶液 500 µL,4 mmol · L-1 OAA 1 600 µL,紫
外波长 340 nm。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)反应液含 0.8 mol · L-1 Tris-HCl(pH 8.5)300 µL,
0.01 mol · L-1 GSH 150 µL,3 mmol · L-1 NADH 150 µL,0.04 mol · L-1 MgCl2 150 µL,0.2 mol · L-1
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KHCO3 150 µL,酶液 500 µL,4 mmol · L-1 PEP 1 600 µL,紫外波长 340 nm。加入反应底物后立即
用 UV-2450 型紫外分光光度计测定吸光度,5 s 为单位扫描 3 min,记录吸光度变化,重复 3 次,以
每分钟吸光度变化 0.01 为 1 个酶单位。酶活性以 Unit · min-1 · g-1FW 表示。
1.4 苹果酸代谢相关酶基因的实时定量表达分析
对盛花后 30、100 和 160 d 的果实样品进行 RNA 提取及实时定量 PCR 分析,每样品重复 2 次。
总 RNA 的提取由南京钟鼎生物技术有限公司按 EAS Yapin Plus Plant RNA Kit 试剂盒说明书进行,
对提取的总 RNA 进行琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度检测。RNA 在反转录前进行基因组 DNA 去
除,操作如下:在 RNase free 的离心管中加入 4× gDNA wiper Mix 2 µL,模板(RNA)500 ng,RNase
free ddH2O 至 10 µL,用移液器轻轻吹打混匀,反应条件设置 42 ℃ 2 min。然后加入 5× qRT Super
Mixll 2 µL,加入第一步反应液 8 µL,反转录反应条件的设置:25 ℃ 10 min,42 ℃ 30 min,85 ℃ 5
min,进行反转录反应合成 cDNA。
荧光定量 PCR 反应程序按 2× Sybr Green Qpcr Mix 试剂盒说明书进行。反应体系(20 µL):2×
qPCR Master Mix 10 µL,正向引物(10 µmol · L-1)0.4 µL,反向引物(10 µmol · L-1)0.4 µL,模板
(cDNA)2 µL,加 ddH2O 至 20 µL。荧光定量 PCR 扩增条件的设置:扩增曲线:94 ℃ 30 s;94 ℃
10 s,60 ℃ 12 s,72 ℃ 30 s, 循环 45 次;72 ℃单点检测信号。熔解曲线:95 ℃ 0 s,65 ℃ 15 s,
95 ℃ 0 s,连续检测信号。根据基因序列以及内参基因 β-actin(由河北农业大学园艺学院苹果课题
组提供)设计实时荧光定量 PCR 引物序列见表 1。所检测的相关基因包括:苹果酸脱氢酶
(NAD-MDH)基因、苹果酸酶(NADP-ME)基因和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因共 3
个基因。

表 1 实时荧光定量 PCR 引物序列
Table 1 Primer sequences for Real-time PCR
引物名称
Primer name
引物序列
Sequence(5′ to 3′)
基因登录号
GenBank accession No.
NAD-MDH-F GTCAAGATGGAGTTGGTGGAG DQ221207
NAD-MDH-R TGGTGTTTGCGGGATTAG
NADP-ME-F GGATTCGGTCTGGGTTT DQ280492
NADP-ME-R GTAGTTTCGGTAGATGGGAC
PEPC-F CCTCCAAATGAACCCTACC EU315246
PEPC-R CACTGGCTAACAACTGACGA
NF GGATTTGCTGGTGATGATGCT
NR AGTTGCTCACTATGCCGTGCT

1.5 数据分析
利用 DPS7.0 软件对数据进行差异显著性分析,采用邓肯氏新复极差法比较不同处理间的差异
显著性。
2 结果与分析
2.1 苹果果实中有机酸成分
果肉样品经甲酯化处理后进行 GC–MS 分析,得到有机酸甲酯的总离子流色谱图。经 GC–MS
联用仪标准质谱数据库 NIST98 的计算机检索,鉴定出 12 种有机酸甲酯成分(表 2)。用面积归一法

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对各有机酸酯化物进行分析,苹果酸二甲酯占所有有机酸酯化物的相对含量最大,为 78.17 %(表 2),
即苹果酸是红富士苹果果实中主要的有机酸。

表 2 红富士成熟果实中有机酸甲酯的成分及含量
Table 2 Constituents and contents of the methylied organic acids from‘Red Fuji’apple
峰号
Peak No.
保留时间/min
Retention time
化合物
Compounds
相对含量/%
Relative content
1 6.027 2–丁烯二酸二甲酯 2-butenedioic acid-,dimethyl ester 0.53
2 6.597 4–氧代戊酸甲酯 Pentanoic acid,4-oxo-,methyl ester 0.63
3 7.587 苹果酸二甲酯 Malic acid,dimethyl ester 78.17
4 8.015 2–丁炔二酸二甲酯 2-butynedioic acid,dimethyl ester 13.64
5 8.560 3–乙酰氧基–3–羟基苯甲酸甲酯
3-acetoxy-3-hydroxypropionic acid,methyl ester 0.61
6 9.550 氨基甲酸甲酯 Carbamic acid,methyl ester 1.01
7 10.431 甲氧基丁二酸二甲基酯 Butanedioic acid,methoxy-,dimethyl ester 0.69
8 11.571 2–甲基–戊酸甲基酯 Pentanoic acid,2-methyl-,methyl ester 0.17
9 12.251 柠檬酸三甲酯 Citric acid,trimethyl ester 1.22
10 13.132 4–羟基–3–甲氧基苯乙酸甲酯
Benzeneacetic acid,4-hydroxy-3-methoxy-,methyl ester
0.24
11 16.940 2,3–二氢–3–苯并呋喃羧酸甲酯
3-benzofurancarboxylic acid,2,3-dihydro-,methyl ester
2.89
12 17.544 十六烷酸甲酯 Hexadecanoic acid,methyl ester 0.20

2.2 不同中间砧对苹果果实中苹果酸含量的影响
果实生长发育期间 3 个不同中间砧处理的苹果酸含量变化的总体趋势见图 1,盛花后 20 d 苹果
酸含量开始上升,盛花后 30 d 达到峰值,之后开始下降直至果实成熟。盛花后 20 d,53 号和 236
号中间砧嫁接的苹果果实苹果酸含量显著高于 111 号;盛花后 40 d,以 236 号为中间砧的果实苹果
酸含量显著低于 53 号和 111 号;盛花后 160 d,以 53 号为中间砧的苹果酸含量显著高于 111 号(P <
0.05),两者苹果酸含量分别为 5.08 mg · g-1 和 4.47 mg · g-1。
2.3 不同中间砧对果实中苹果酸代谢酶活性的影响
3 种中间砧嫁接的红富士苹果果实中 NAD-MDH 活性在盛花后 20 d 时较低,之后快速上升,于
盛花后 30 d 达到峰值,此时以 53 号为中间砧的果实中 NAD-MDH 活性显著高于 111 号和 236 号;
盛花后 100 ~ 160 d 呈下降趋势,此时期内以 53 号为中间砧的果实中 NAD-MDH 活性最高,以 111
号为中间砧的 NAD-MDH 活性最低,两者差异显著(图 2)。
各处理果实发育过程中 PEPC 活性变化整体上呈先上升后下降的趋势(图 3)。以 111 号和 236
号为中间砧的果实中 PEPC 活性在盛花后 40 d 达到峰值,此时,以 236 号为中间砧的 PEPC 活性显
著高于 53 号和 111 号;以 53 号为中间砧的果实 PEPC 活性在盛花后 30 d 达到峰值,之后开始下降,
盛花后 30 d,其活性显著高于 111 号;盛花后 130 d,其活性显著高于 111 号和 236 号;其他时期各
处理之间无显著差异。
以 53 号和 236 号为中间砧的果实生长发育时期 NADP-ME 活性变化基本呈上升趋势,在盛花
后 40 ~ 130 d 以 53 号为中间砧的 NADP-ME 活性高于 236 号;111 号嫁接的苹果果实中 NADP-ME
活性自盛花后 40 d 开始上升,到盛花后 100 d 时达到峰值,此时其 NADP-ME 活性为 13.27
U · g-1 · min-1 FW,显著高于 53 号和 236 号,160 d 时又显著低于其他两处理(图 4)。
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不同中间砧对苹果果实苹果酸代谢关键酶活性及其相关基因表达的影响.
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图 1 不同中间砧对苹果果实苹果酸含量的影响
Fig. 1 Effects of different interstocks on the contents
of malic acid in apple fruit
图 2 不同中间砧对苹果果实中 NAD-MDH 活性的影响
Fig. 2 Effects of different interstocks on the NAD-MDH
activities in apple fruit

图 3 不同中间砧对苹果果实中 PEPC 活性的影响
Fig. 3 Effects of different interstocks on
the PEPC activities in apple fruit
图 4 不同中间砧对苹果果实中 NADP-ME 活性的影响
Fig. 4 Effects of different interstocks on the NADP-ME
activities in apple fruit


图 5 不同中间砧对苹果果实中 NAD-MDH 基因相对表达的影响
Fig. 5 Effects of different interstocks on the relative
expression of NAD-NDH gene in apple fruit
2.4 不同中间砧对果实中苹果酸代谢相关酶
基因表达的影响
盛花后 30 d,以 111 号为中间砧的果实中
NAD-MDH 基因相对表达量显著高于 53 号和
236 号;盛花后 100 d,以 53 和 236 号为中间
砧的则显著高于 111 号,分别是 111 号的 4.77
和 4.07 倍;盛花后 160 d,以 53 号为中间砧的
NAD-MDH 基因相对表达量显著高于其他处
理,分别是 111 号和 236 号处理的 1.84 和 4.45
倍(图 5)。
盛花后 30 d,以 236 号为中间砧的果实中
PEPC 基因相对表达量显著高于 53 号和 111

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号,分别是以 53 号和 111 号为中间砧的 5.87 和 8.75 倍,且 53 号显著高于 111 号;盛花后 100 d,3
种砧木的 PEPC 表达量相对降低;盛花后 160 d,以 53 号中间砧的 PEPC 基因相对表达量最高,111
号最低,各处理之间差异显著(图 6)。
盛花后 30 d,各处理果实中 NADP-ME 基因相对表达量较低;盛花后 100 d,以 53 号为中间砧
的果实中 NADP-ME 基因相对表达量显著高于其他处理,分别是 111 号和 236 号的 2.83 倍和 4.69 倍;
盛花后 160 d,以 236 号为中间砧的果实中 NADP-ME 基因相对表达量最高,各处理之间差异显著
(图 7)。


图 6 不同中间砧对苹果果实中 PEPC 基因相对表达的影响
Fig. 6 Effects of different interstocks on the relative
expression of PEPC gene in apple fruit
图 7 不同中间砧对果实中 NADP-ME 基因相对表的影响
Fig. 7 Effects of different interstocks on the relative
expression of NADP-ME gene in apple fruit

3 讨论
本试验的结果显示不同中间砧影响红富士苹果果实苹果酸含量,果实成熟时,以 53 号为中间
砧的红富士苹果果实苹果酸含量显著高于以 111 号为中间砧的。
已有研究表明 NAD-MDH、PEPC、NADP-ME 活性影响苹果、柑橘、欧李、梨、葡萄等果实中
的有机酸含量(Ruffter et al.,1984;罗安才 等,2003;姚玉新 等,2008;王鹏飞 等,2013;沙
守峰,2012),NAD-MDH、PEPC 是促进苹果酸合成的两种关键酶,NADP-ME 是降解苹果酸的主
要酶。砧木影响接穗基因表达已在苹果、南瓜等材料中有报道(Foster et al.,2014;Xing et al,2015),
不同中间砧影响苹果果实中苹果酸含量,也应对苹果酸代谢关键基因 NAD-MDH、PEPC、NADP-ME
的表达及其酶活性有重要影响。本研究结果显示,盛花后 30、100 和 160 d,以 53 号为中间砧的果
实中 NAD-MDH 活性显著高于以 111 号为中间砧的,除盛花后 70 d 外其它时间酶活性也相对较高,
同时在盛花后 100 和 160 d 前者的 NAD-MDH 基因相对表达量显著高于后者,苹果酸含量在盛花后
20、40、160 d 显著高于以 111 号为中间砧的,其他时间含量也相对较高;表明 NAD-MDH 酶活性
及其基因表达对调控苹果酸含量起重要作用,造成了果实成熟时 53 号与其他处理间苹果酸含量存在
差异。盛花后 30 和 130 d,以 53 号为中间砧的果实中 PEPC 活性显著高于 111 号处理的,同时苹
果酸含量也相对较高,盛花后 30 和 160 d 以 53 号为中间砧的果实中 PEPC 基因相对表达量显著高
于以 111 号为中间砧的。盛花后 40 ~ 100 d,以 111 号为中间砧的红富士 NADP-ME 活性高于以 53
号为中间砧的,至 100 d 时达到差异显著水平,使得前者果实中苹果酸降解量大于后者,但盛花后
160 d 以 53 号为中间砧的 NADP-ME 酶活性显著高于 111 号处理的;而基因表达结果显示盛花后 100
史 娟,李方方,马 宏,李中勇,徐继忠.
不同中间砧对苹果果实苹果酸代谢关键酶活性及其相关基因表达的影响.
园艺学报,2016,43 (1):132–140. 139
和 160 d 以 53 号为中间砧的 NADP-ME 基因表达量显著高于以 111 号为中间砧的,盛花后 100 d 的
基因表达量与其酶活性不相对应,盛花后 160 d 的基因表达量和酶活性与苹果酸含量不相呼应。因
此,不同中间砧影响果实中苹果酸含量最终是由合成量与降解量综合决定的。
综上,不同中间砧影响了不同时期苹果果实内苹果酸合成与降解的基因表达,从而影响了相关
酶的活性,使苹果酸含量出现差异。同时试验结果也显示在某个时期基因相对表达量与酶活性并不
相符,这在苹果、梨上也有类似报道(Wu et al.,2010;Kou et al.,2014),这可能与在代谢通路中
还存在其它基因控制该酶活性有关,还需深入研究。

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